Yeniden kristalleşme tavı

Yeniden kristalleşme tavı

Çelikler ve diğer soğuk şekillenmiş olan kristal yapılı malzemelere uygulanır. Yeniden kristalleşme tavının ön şartı malzemenin tavlama öncesi en az %10 gibi soğuk şekillendirilmiş olmalıdır. Soğuk şekillendirme tav öncesi olmamış ise tavlamada olmaz.
Metalin soğuk şekillendirme esnasında kristal tane yapısının şekli bozulur,dislokasyon yoğunluğu artar.bunun neticesi, malzemenin sertliği artar, sünekliği azalır, şekillendirme işlemi zorlaşır,hata işlem devam ettirilirse kırılmalar meydana gelir. Malzemenin elektrik iletkenliği ve korozyona dayanıklılığı azalır. Soğuk şekillendirme neticesi sertleşen çeliği yumuşatmak ve diğer özelliklerini düzeltmek için, A1 (650-700) sıcaklığının altında 1 saat tavlama yapılır ve havada soğutulur. Tavlama neticesinde kristalleşme meydana gelir,dislokasyon yoğunluğu azalır,malzeme yumuşar.
Malzemenin şekillendirme işlemi yeniden kristalleşme sıcaklığının altında yapılıyor ise soğuk,üstünde yapılıyorsa sıcak şekillendirme denir. Kurşun ve kalay oda sıcaklığında sıcak şekillendirmeye uğradığı halde demir 400 oC ‘de soğuk şekillendirilmiş olur.
Soğuk şekillendirme ve yeniden kristalleşme işlemi ile malzemenin tane boyutları küçültülebilir. Tane boyutu küçük olan malzemenin dayanımı daha yüksek olur. Derin çekme, tel çekme gibi işlemlerde belirli bir şekil verme oranından sonra,malzeme sertleştiği için daha fazla şekillendirilemez. Böyle bir malzeme tavlanarak ,tekrar istenildiği kadar şekillendirilebilir. Yeniden kristalleşme ısıl işlem programı Şekil 1’de verilmiştir.







Plastik şekil değiştirmeye uğramış malzemenin iç yapısında dislokasyon yoğunluğu artışı homojen değildir (Şekil 2). Dislokasyon bölgesindeki atomlar denge durumundan uzaklaştıkları için dislokasyon yoğunluğunun artması malzemenin iç enerjisini arttırır. Denge durumu bozulun atomlar denge durumuna gelme eğilimindedirler. Dışarıdan bir enerji (ısı) verilecek olursa,malzeme eski kristal haline gelir. Bu olaya yeniden kristalleşme denir.yeniden kristalleşme olayı üç safhada incelenir.






1-Toparlanma:plastik şekil değiştirmeye uğramış malzemeye dış enerji verilince ilk önce kristal hatalarında bir azalma görülür. Ara yer atomları boş yerlere yayınır,ters işaretli dislokastonlar birbirini yok eder, boş yerler bir araya toplanır. Dislokasyonlar aynı hizaya gelerek küçük açılı tane sınırları oluşur(Şekil 3). Bu olaya toparlanma denir.böyle bir malzemenin mekanik özelliklerinde bir değişiklik olmamıştır ancak fiziksel özellikleri değişmiştir.










2-Yeniden kristal oluşumu:malzemeye verilen dış enerji arttırılırsa ,dislokasyon yoğunluğunun çok olduğu yüksek enerjili bölgelerde yeni kristal çekirdekleri oluşur.bu çekirdekler büyüyerek malzemenin yeniden kristalleşmesi tamamlanır. Yeniden kristalleşen malzemenin kristal tane büyüklüğü şekil değiştirme miktarına bağlıdır.
Yeniden kristalleşme için gerekli dış enerji malzemeyi ısıtarak sağlanır. Bu olaya tavlama denir. Yeniden kristalleşme sıcaklığı ,malzemenin bir saat içinde kristalleşmesini tamamlayabildiği sıcaklıktır. Bu sıcaklık malzemenin ergime sıcaklığına bağlıdır.
Tyks=(0.4-0.5)Te
Yeniden kristalleşme sıcaklığı plastik şekil değiştirme oranı ile değişir. Şekil 4’de demir için plastik şekil değiştirme oranına bağlı olarak yeniden kristalleşme sıcaklığı verilmektedir.









3-Tane büyümesi: Malzemenin tavlama süresi ve tavlama sıcaklığı arttırılır ise taneler büyüyerek irileşir. Böyle bir yapı çoğu zaman arzu edilmez. Tane boyutu, tavlama sıcaklığı ve soğuk şekil değiştirme oranı ile değişir. Şekil 5









Şekil 6’da soğuk şekil değiştirme ve yeniden kristalleşme tavına tabi tutulmuş pirinç için mikro yapı değişiklikleri göülmektedir.şekil 7’de ise tavlama süresine bağlı olarak, pirinçte dayanım ve süneklilik değerleri ile tane boyutunun degişimi görülmektedir.

__________________